異步光分組交換節(jié)點的若干關鍵技術研究.pdf

1、隨著因特網(wǎng)的廣泛應用和寬帶 WDM技術的實現(xiàn)，網(wǎng)絡的瓶頸正從傳輸層轉移到了網(wǎng)絡層，尤其是在線路傳輸速度超過10Gb/s時，光交換技術被認為是減少網(wǎng)絡節(jié)點處光/電/光(O/E/O)轉換時間的一種非常有效的辦法。為了能夠完成全光交換，必須從出發(fā)點到目的地全部實現(xiàn)在光域的分組傳輸與交換。
　　異步光分組交換網(wǎng)絡是以光分組作為最小的交換顆粒，帶寬可以按照用戶的需求在分組級上靈活地分配，從而可以顯著提高帶寬的利用率，并且有效支持多粒度的數(shù)據(jù)

2、業(yè)務，是能夠滿足不同業(yè)務需求的新一代全光交換網(wǎng)絡。但是在實現(xiàn)方面，還有許多技術難題有待克服，主要包括異步光分組沖突解決方案、光節(jié)點的調度策略和算法、光分組頭的處理技術和光分組的組裝機制。其他關鍵技術還包括：各類全光邏輯器件實現(xiàn)、光分組路由算法、光分組編碼方案、通道保護和恢復機制等。
　　基于以上的分析，論文圍繞上述異步光網(wǎng)絡中的若干關鍵技術，主要對光分組的業(yè)務突發(fā)特性、光分組沖突解決方案、光節(jié)點的信道調度策略和光分組頭的光域提取技

3、術等方面進行了研究，主要研究內容如下:
　　1）通過分析IP業(yè)務的突發(fā)性、自相似及對異步OPS網(wǎng)絡業(yè)務模型描述和理論分析的影響，論文第二章進而研究了三種典型的分組長度分布特性對異步 OPS性能影響，得到邊緣節(jié)點應進行業(yè)務流量整形，使核心節(jié)點的分組突發(fā)性較小，以獲得最佳的分組丟失率（PLR）性能。
　　2）分析了常用FDL反饋型緩存解決方案特點，結合異步OPS沖突性較大的特點，研究了FDL緩存虛占用與交換式緩存的概念，并推導了

4、FDL共享反饋緩存配置系統(tǒng)丟包性能近似表達式和波長變換與 FDL共享反饋緩存聯(lián)合配置系統(tǒng)丟包性能近似表達式。并研究了一種以FDL作為主要緩存，電子RAM作為輔助緩存的沖突解決配置方案和光電混合的FF-VF信道調度算法。
　　3）由于IP業(yè)務網(wǎng)中存在大量對傳輸時延有嚴格要求的TCP和UDP數(shù)據(jù)，分析了基于VOQ型OPS交換節(jié)點的性能，研究了到達交換節(jié)點輸入端口的長包和短包的區(qū)分方法和實現(xiàn)流程，設計了短包、長包隊列的OPS節(jié)點結構，提

5、出了應用于異步 OPS節(jié)點的一種簡單、靈活有效、時間復雜度較低的短包搶先調度PSPF算法。該算法調度器優(yōu)先調度短包，短包請求調度的優(yōu)先級最高，即使在長包的傳輸時間中，短包也能搶占長包的傳輸時間。
　　4）分析了分組在FDL中緩存排序的概念，針對排序型分組可避免輸出時不同F(xiàn)DL之間的內部競爭問題，增加延遲時限的到來，分組調度成功的概率較大的特點，研究了三種分組排序方案。ASPF是最短分組優(yōu)先排序占用延時最短的FDL方案，分析了該方案

6、復雜度較高；WSPF是較短分組優(yōu)先排序占用延時最短的FDL方案，由于方案僅對一根輸入光纖線的W個波長分組進行長度比較，算法復雜度有所減?。坏谌N方案是PLPF方案，較長的分組優(yōu)先占用延時最小的FDL，該方案的復雜度也較低。分組的排序緩存使OPS性能提高，但系統(tǒng)的復雜性也增大。研究結果表明10％的排序率和分組100%的排序率獲得的PLR性能相當。因此，用少量的短分組優(yōu)先緩存排序，其它分組按先到先服務方案管理和使用有限數(shù)目的FDL緩存時，就